【作者】 吴义灿； 查宝； 邓文礼； 苗新蕊；

【Author】 Yican Wu;Bao Zao;Wenli Deng;Xinrui Miao;South China University of Technology;

【机构】 华南理工大学；

【摘要】 众所周知,卤键在生物医药,分子识别,晶体工程,超分子化学等领域具有极其重要的作用。卤键的发现可以追溯到1814年^[1]。然后,迄今为止,卤键的研究大都局限于晶体方面,在液固界面上卤键的相关研究工作较少被涉及到。在二维液固界面上,氢键和卤键共同调控分子自组装的研究工作更是少之又少。本文利用扫描隧道显微镜（STM）研究了卤素溴原子和羰基官能团对于5-溴水杨酸衍生物（5-BHBA）在不同溶剂（辛苯和辛酸,二氯甲烷）和不同浓度下的自组装结构的影响。实验结果表明,在二维自组装单分子层内,通过调控溶质浓度,在辛酸–石墨界面上依次形成了横竖交替二聚体、纯四聚体、二聚体-三聚体-四聚体交替结构、唇状这4种不同的自组装结构。此外,在辛酸溶液中,也发现了辛酸分子与溶剂分子共吸附的自组装纳米结构,而在辛苯–石墨界面上,只有交替的二聚体-三聚体一种结构,随着辛苯浓度的改变,并没有发现新的自组装结构。然而,在二氯甲烷溶剂中,5-BHBA形成的形成的自组装结构类似于辛酸的横竖交替二聚体结构。本文通过DFT计算,进一步证明了卤键的存在。此外,分子–分子间卤键和氢键、分子–溶剂间氢键以及分子间的范德华力作用等几种作用的相互竞争和协作是诱导5-BHBA形成多种自组装结构的原因。而溶剂的性质（溶解度、氢键成键）会直接影响5-BHBA在辛酸中高浓度溶液的二维自组装结构。更多还原

【Abstract】 Model systems are vital to our understanding of self-assembly processes. As such, we have designed a di-functional acceptor/donor molecule（5-Bromo-2-hydroxy-benzoic acid derivatives, 5-BHBA）. In particular, we found that the supramolecular self-organization in 5-BHBA was co-induced by the intermolecular halogen and nonconventional hydrogen bonds. In addition, we combine density functional theory（DFT） calculations with scanning tunneling microscopy to reveal details of 5-BHBA assembly in three different solvents（1-phenyloctane, 1-octanoic acid and CH₂Cl₂） at the liquid-solid interface, 5-BHBA forms epitaxial lamellar structures based on Br…O（H）, Br…O…Br and Trimeric Br…Br…Br, which induced dimer, trimer, tetramer, respectively. We also investigated that the structure formed at the 1-octanoic acid/ graphite interface can be controlled by the solution concentration, in with case the former co-adsorb on the substrate with the 5-BHBA. The result provides an new and innovative insight that we can induce the 2D self-assembled nanostructures at the liquid-solid by halogen and hydrogen bonds.更多还原